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    塔器設(shè)備

    螺旋板式換熱器

    2018-04-08

    簡(jiǎn)介

    螺旋板式換熱器是一種新型換熱器

    ,傳熱效率好,運(yùn)行穩(wěn)定性高
    ,可多臺(tái)共同工作
    。螺旋板式換熱器是一種高效換熱器設(shè)備,適用汽-汽、汽-液
    、液-液
    ,對(duì)液傳熱

    它適用于化學(xué)、石油

    、溶劑
    、醫(yī)藥、食品
    、輕工
    、紡織、冶金
    、軋鋼
    、焦化等行業(yè)
    。按 結(jié)構(gòu)形式可分為 不可拆式(Ⅰ型)螺旋板式及可拆式(Ⅱ型、Ⅲ型)螺旋 板式換熱器?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">,F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為JB/T4751-2003《螺旋板式換熱器》

    結(jié)構(gòu)性能

    1、本設(shè)備由兩張卷制而成

    ,形成了兩個(gè)均勻的螺旋通道,兩種傳熱介質(zhì)可進(jìn)行全逆流流動(dòng)
    ,大大增強(qiáng)了換熱效果
    ,即使兩種小溫差介質(zhì),也能達(dá)到理想的換熱效果

    2

    、在殼體上的接管采用切向結(jié)構(gòu)
    ,局部阻力小
    ,由于螺旋通道的曲率是均勻的,液體在設(shè)備內(nèi)流動(dòng)沒(méi)有大的轉(zhuǎn)向
    ,總的阻力小
    ,因而可提高設(shè)計(jì)流速使之具備較高的傳熱能力。

    3

    、I型不可拆式螺旋板式換熱器螺旋通道的端面采用焊接密封,因而具有較高的密封性

    4

    、II型可拆式螺旋板換熱器結(jié)構(gòu)原理與不可拆式換熱器基本相同,但其中一個(gè)通道可拆開(kāi)清洗
    ,特別適用有粘性、有沉淀液體的熱交換

    5

    、III型可拆式螺旋板換熱器結(jié)構(gòu)原理與不可拆式換熱器基本相同
    ,但其兩個(gè)通道可拆開(kāi)清洗,適用范圍較廣


    基本參數(shù)

    1.螺旋板式換熱器的公稱(chēng)壓力PN規(guī)定為0.6

    ,1
    ,1.6、2.5Mpa(即原6
    、10
    、16、25kg/cm)(系指單通道的至大工作壓力)試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.25倍

    2.螺旋板式換熱器與介質(zhì)接觸部分的材質(zhì),碳素鋼為Q235A

    、Q235B
    、不銹鋼酸港為SUS321、SUS304
    、3161
    。其它材質(zhì)可根據(jù)用戶(hù)要求選定

    3.允許工作溫度:碳素鋼的t=0-+350℃。不銹鋼酸鋼的t=-40-500℃

    。升溫降壓范圍按壓力容器的有關(guān)規(guī)定
    ,選用本設(shè)備時(shí),應(yīng)通過(guò)恰當(dāng)?shù)墓に囉?jì)算
    ,使設(shè)備通道內(nèi)的流體達(dá)到湍流狀態(tài)
    。(一般液體流速1m/Sec氣體流速10m/Sec).設(shè)備可臥放或立放
    ,但用于蒸氣冷凝時(shí)只能立放
    ;用于燒堿行業(yè)必須進(jìn)行整體熱處理,以消除應(yīng)力

    4.選用設(shè)備時(shí)

    ,應(yīng)通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に囉?jì)算
    ,使設(shè)備通道內(nèi)的液體達(dá)到湍流狀態(tài)(一般液體速度≥0.5m/s
    ;氣體≥10m/s)。

    5.設(shè)備可臥放或立放

    ,但用于蒸汽冷凝時(shí)只能立放

    6. 用于燒堿行業(yè)必須進(jìn)行整體熱處理

    ,以消除應(yīng)力

    7.當(dāng)通道兩側(cè)流量值差較大時(shí)

    ,可采用不等間距通道來(lái)優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)。

    防堵塞原理

    螺旋板式換熱器與一般列管式換熱器相比是不容易堵塞的

    ,尤其是泥沙
    、小貝殼等懸浮顆粒雜質(zhì)不易在螺旋通道內(nèi)沉積,主要體現(xiàn)在:

    1.因?yàn)樗菃瓮ǖ离s質(zhì)在通道內(nèi)的沉積一形成周轉(zhuǎn)的流還就會(huì)提高至把它沖掉

    2.因?yàn)槁菪ǖ纼?nèi)沒(méi)有死角,雜質(zhì)容易被沖出

    特點(diǎn)

    1

    、傳熱效率高(性能好)

    一般認(rèn)為螺旋板式換熱器的傳熱效率為列管式換熱器的1-3倍。等截面單通道不存在流動(dòng)死區(qū)

    ,定距柱及螺旋通道對(duì)流動(dòng)的擾動(dòng)降低了流體的臨界雷諾數(shù),水水換熱時(shí)螺旋板式換熱器的傳熱系數(shù)至大可達(dá)3000W/(㎡.K)。

    2

    、有效回收低溫?zé)崮?

    螺旋板式換熱器由兩張卷制而成

    ,進(jìn)行余熱回收,充分利用低溫?zé)崮堋?

    3

    、運(yùn)行可靠性強(qiáng)

    不可拆式螺旋板式換熱器螺旋通道的端面采用焊接密封

    ,因而具有較高的密封性,保證兩種工作介質(zhì)不混合

    4、阻力小

    在殼體上的接管采用切向結(jié)構(gòu)

    。比較低的壓力損失
    ,處理大容量蒸汽或氣體;有自清刷能力
    ,因其介質(zhì)呈螺旋型流動(dòng)
    ,污垢不易沉積
    ;清洗容易
    ,可用蒸汽或堿液沖洗,簡(jiǎn)單易行
    ,適合安裝清洗裝置
    ;介質(zhì)走單通道
    ,允許流速比其他換熱器高

    5、可多臺(tái)組合使用

    單臺(tái)設(shè)備不能滿足使用要求時(shí)

    ,可以多臺(tái)組合使用
    ,但組合時(shí)必須符合下列規(guī)定:并聯(lián)組合、串聯(lián)組合
    、設(shè)備和通道間距相同
    。混合組合:一個(gè)通道并聯(lián)
    ,一個(gè)通道串聯(lián)
    。 [1] 

    使用說(shuō)明

    1

    、 設(shè)備安裝,應(yīng)請(qǐng)熟悉該系統(tǒng)工藝的工程技術(shù)人員指導(dǎo)
    ,按照本說(shuō)明書(shū)和產(chǎn)品質(zhì)量證明書(shū)及其系統(tǒng)工藝特點(diǎn)
    ,確定安裝工藝方案
    。在安裝中
    ,應(yīng)考慮盡量利用管道的走向吸收熱膨脹,并且安裝要水平
    、對(duì)正
    ,不能產(chǎn)生附加應(yīng)力,以免對(duì)設(shè)備造成不利影響
    。管道聯(lián)接應(yīng)使兩流程完全逆流狀態(tài)
    ,以提高傳熱效果

    2

    、 安裝之前應(yīng)清洗管道系統(tǒng),不得有泥砂
    、雜物等存留其中
    ;檢查換熱器在運(yùn)輸中是否損壞,是否有大雜物落入管口中

    3、設(shè)備安裝完畢,設(shè)備與系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)

    4

    、水壓試驗(yàn)完畢,應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行保溫

    5

    、循環(huán)必須軟化或加藥處理
    。(按低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB1576-96)
    ,由于水處理不當(dāng)造成結(jié)垢,可用化學(xué)清洗除垢
    。 [2] 

    故障處理

    在生產(chǎn)過(guò)程中

    ,由于螺旋管板式換熱器的管板受水分沖刷、氣蝕和微量化學(xué)介質(zhì)的腐蝕
    ,管板焊縫處經(jīng)常出現(xiàn)滲漏
    ,導(dǎo)致水和化工材料出現(xiàn)混合
    ,生產(chǎn)工藝溫度難以控制,致使生成其它產(chǎn)品
    ,嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量
    ,降低產(chǎn)品等級(jí)。冷凝器管板焊縫滲漏后
    ,企業(yè)通常利用傳統(tǒng)補(bǔ)焊的方法進(jìn)行修復(fù)
    ,管板內(nèi)部易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力
    ,且難以消除,致使其它換熱器出現(xiàn)滲漏
    ,企業(yè)通過(guò)打壓
    ,檢驗(yàn)設(shè)備修復(fù)情況,反復(fù)補(bǔ)焊
    、實(shí)驗(yàn)
    ,2~4人需要幾天時(shí)間才能修復(fù)完成,使用幾個(gè)月后管板焊縫再次出現(xiàn)腐蝕
    ,給企業(yè)帶來(lái)人力、物力
    、財(cái)力的浪費(fèi)
    ,生產(chǎn)成本的增加。通過(guò)福世藍(lán)高分子復(fù)合材料的耐腐蝕性和抗沖刷性,通過(guò)提前對(duì)新?lián)Q熱器的保護(hù)
    ,這樣不僅有效治理了新?lián)Q熱器存在的焊縫和砂眼問(wèn)題
    ,更避免了使用后化學(xué)物質(zhì)腐蝕換熱器金屬表面和焊接點(diǎn)
    ,在以后的定期維修時(shí)
    ,也可以涂抹福世藍(lán)高分子復(fù)合材料來(lái)保護(hù)裸露的金屬;即使使用后出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象
    ,也可以通過(guò)福世藍(lán)技術(shù)及時(shí)修復(fù),避免了長(zhǎng)時(shí)間的堆焊維修影響生產(chǎn)
    。正是由于此種精細(xì)化的管理
    ,才使得換熱器滲漏問(wèn)題出現(xiàn)的概率大大降低,不僅降低了換熱器的設(shè)備采購(gòu)成本
    ,更保證了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)時(shí)間
    ,提高了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力

    泄漏處理

    螺旋板式換熱器是由兩個(gè)封閉且獨(dú)立的螺旋通道構(gòu)成,通道內(nèi)出現(xiàn)了串漏則對(duì)于串漏點(diǎn)的確定比較困難。為了準(zhǔn)確的查出漏點(diǎn),采用了鉆孔的方法

    。鉆孔時(shí),鉆孔位置應(yīng)定在換熱器一端的同一個(gè)螺旋通道上,且為十字交叉形排列,在鉆孔時(shí)還應(yīng)盡量保證不讓鐵屑掉進(jìn)換熱器內(nèi),以使其通道暢通

    灌水打壓查漏

    從未鉆孔的一個(gè)通道上,用壓力水泵向換熱器內(nèi)灌水,并形成一定的壓力,這時(shí)換熱器串漏的位置就會(huì)竄出水來(lái),流到另一通道(鉆過(guò)孔的通道),并從離漏點(diǎn)至近的那層鉆孔往下滴水,(這時(shí)換熱器鉆過(guò)孔的一端應(yīng)是朝下放置),通過(guò)滴出水的位置,就能確定在第幾層有內(nèi)泄漏,這時(shí)再將換熱器相同層未鉆孔的一側(cè)封頭割開(kāi)一段作為觀察孔,從觀察孔處就能準(zhǔn)確確定具體串漏點(diǎn)

    內(nèi)漏處的修理

    1

    、挖孔:在確定了內(nèi)漏點(diǎn)的位置后,從換熱器至外層對(duì)應(yīng)著漏點(diǎn)的地方,開(kāi)始割孔,順序是由外向里,一直割到有內(nèi)漏點(diǎn)的那一層為止。割出的孔應(yīng)為橢圓形,且尺寸的大小是外層大,向里逐漸小,一般每層板上孔的大小相差40mm,如漏點(diǎn)位置較深,在外層割出的孔應(yīng)較大

    2

    、清渣:在割完孔后,應(yīng)對(duì)留在每層板上的氧化渣認(rèn)真進(jìn)行清理,這是在對(duì)焊回補(bǔ)板時(shí),回補(bǔ)板與每層螺旋板能否貼緊焊牢的關(guān)鍵,可用鏨子和修整模具用的小手砂輪清理氧化渣,注意應(yīng)盡量將清理的渣子清出,不讓其掉進(jìn)換熱器內(nèi)。

    3

    、配回補(bǔ)板:為保證修理的質(zhì)量,從換熱器上每層割下來(lái)的板料,不再使用,重新配回補(bǔ)板,另配的回補(bǔ)板要用與換熱器螺旋板相同的材料和板厚,其周邊應(yīng)比換熱器上每層割出的孔分別大15mm?20mm,且也為橢圓形,并做成和換熱器每層螺旋板弧度相一致的弧形。

    4

    、焊內(nèi)漏點(diǎn)和回補(bǔ)板:

    1)焊內(nèi)漏點(diǎn)時(shí)要仔細(xì)檢查漏點(diǎn)是裂縫還是砂眼,有必要時(shí)可用手砂輪對(duì)漏處進(jìn)行清理,磨出溝槽,以保證焊接質(zhì)量

    2)焊補(bǔ)時(shí)采用J422焊條,焊條直徑是3.2mm,電流控制在100-120A之間[1],先焊漏點(diǎn)再焊每層回補(bǔ)板,順序從里向外逐層焊接。

    3)橢圓形回補(bǔ)板是緊貼在換熱器的內(nèi)弧面來(lái)進(jìn)行焊接的,其目的是“方便操作,保證焊接質(zhì)量”

    4)為使橢圓形回補(bǔ)板順利裝進(jìn)換熱器內(nèi),可在回補(bǔ)板上焊上一截圓鋼,點(diǎn)焊好橢圓形回補(bǔ)板后,再將其去掉

    5)每層回補(bǔ)板之間還焊有短圓鋼撐,(主要是為了增加橢圓形回補(bǔ)板相互的剛度)

    。每層回補(bǔ)板上焊短圓鋼撐的數(shù)量由回補(bǔ)板的大小而定,一般在靠外稍大的幾層回補(bǔ)板上焊23個(gè),靠?jī)?nèi)層的回補(bǔ)板上焊1~2個(gè)

    6)至外層鋼板因有δ12mm厚,所以可將原割下的鋼板直接裝在原位置對(duì)齊焊接即可

    7)在焊接中應(yīng)做到,焊完每層橢圓形回補(bǔ)板后,應(yīng)仔細(xì)檢查焊接位置,如有砂眼要進(jìn)行補(bǔ)焊,確保其每層的焊接質(zhì)量。

    試壓并封堵鉆孔

    在內(nèi)漏點(diǎn)和回補(bǔ)板焊接完后,用壓力水泵向末鉆過(guò)孔的通道灌水,并形成0.5?1.0MPa的壓力,并保持一定時(shí)間,應(yīng)不出現(xiàn)泄壓現(xiàn)象

    。封堵鉆過(guò)的孔:用于鉆孔直徑相同的短圓鋼段,封堵
    、焊接鉆過(guò)的孔的位置和觀察孔,而后對(duì)該通道進(jìn)行水壓試壓,壓力為0.51.0MPa,應(yīng)不出現(xiàn)泄漏
    。試壓過(guò)程須注意事項(xiàng):1)在對(duì)換熱器割孔前,應(yīng)用蒸汽將殘留在換熱器內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)吹凈,以免氣割時(shí)產(chǎn)生燃燒,發(fā)生安全事故。2)在對(duì)換熱器修理前,應(yīng)對(duì)其是否腐蝕嚴(yán)重進(jìn)行確認(rèn),決定其還有無(wú)修理的必要
    。 [3] 

    防腐蝕技術(shù)

    1.電化學(xué)保護(hù)法

    電化學(xué)保護(hù)法分為陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)

    。陰極保護(hù)是利用外加直流電源,使金屬表面上的陽(yáng)極變?yōu)殛帢O而受到保護(hù)
    。這種方法消耗電量大
    ,費(fèi)用高,采用極少
    。陽(yáng)極保護(hù)法是把被保護(hù)的設(shè)備接以外加電源的陽(yáng)極,使金屬表面生成鈍化膜
    ,從而達(dá)到保護(hù)
    。碳鋼螺旋板式換熱器的造價(jià)低,但耐腐蝕性差
    。通過(guò)采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)可以提高螺旋板式換熱器的使用壽命
    ,但這一技術(shù)的保護(hù)作用限于管子入口處的有限長(zhǎng)度內(nèi), 管內(nèi)深處難以實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù),所以犧牲陽(yáng)極保護(hù)法在螺旋板式換熱器上的應(yīng)用受到了很大限制

    2.耐腐蝕材料

    采用耐蝕材料(如雙目不銹鋼

    、哈氏合金、鈦
    、鈦合金、銅等)
    ,這些材料耐腐蝕性強(qiáng)
    ,可以提高螺旋板式換熱器的使用壽命
    ,但這些高耐腐蝕性的材料價(jià)格昂貴
    ,制造成本高,一次性投入的成本大
    ,企業(yè)一般難以接受
    ,推廣困難。

    3.防腐蝕涂層法

    在金屬表面

    ,通過(guò)一定的涂覆方法
    ,覆蓋一層耐腐蝕的涂料保護(hù)層,以避免金屬表面與腐蝕介質(zhì)的直接接觸
    。這種技術(shù)方法至為經(jīng)濟(jì)有效
    ,至初用于防止氣體介質(zhì)腐蝕,所用涂料大部分為有機(jī)高分子混合物溶液
    。人們逐漸向防油及防溶劑涂料
    、高溫涂料、重防腐涂料及特殊環(huán)境用涂料方向發(fā)展

    4.添加緩蝕劑法

    在腐蝕性介質(zhì)中

    ,加入少量的某些物質(zhì),而這些物質(zhì)能使金屬的腐蝕大大降低
    ,甚至停止
    ,這類(lèi)物質(zhì)稱(chēng)為緩蝕劑。緩蝕劑的加入應(yīng)以不影響生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量為原則

    金屬侵蝕的現(xiàn)象與機(jī)理較復(fù)雜,涉及的范圍又十分廣泛

    。按反應(yīng)機(jī)理,金屬侵蝕可分化學(xué)侵蝕和電化學(xué)侵蝕。而金屬表面與電解質(zhì)溶液因發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的電化學(xué)侵蝕是至普遍
    、至常見(jiàn)的侵蝕
    。電化學(xué)侵蝕通常又以應(yīng)力侵蝕破裂、點(diǎn)蝕(小孔侵蝕)
    、縫隙侵蝕等局部侵蝕的形式泛起

    侵蝕與防護(hù)的主要目的是為了增產(chǎn)節(jié)約

    優(yōu)

    、缺點(diǎn)

    優(yōu)點(diǎn):螺旋板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊,單位體積提供的傳熱面很大

    ,如直徑¢1500mm高1200mm的螺旋板換熱器的傳熱面可達(dá)130m2
    。流體在螺旋板內(nèi)允許流速較高,并且流體沿螺旋方向流動(dòng)
    ,滯流層薄
    ,故傳熱系數(shù)大,傳熱效率高
    。此外還因流速大
    ,臟物不易滯留。

    缺點(diǎn):螺旋板式換熱器要求焊接質(zhì)量高

    ,檢修比較困難。重量大
    ,剛性差
    ,螺旋板式換熱器運(yùn)輸和安裝時(shí)應(yīng)特別注意

    生產(chǎn)實(shí)踐證明,螺旋板式換熱器與一般列管式換熱器相比是不容易堵塞的

    ,尤其是泥沙
    、小貝殼等懸浮顆粒雜質(zhì)不易在螺旋通道內(nèi)沉積,分析其原因
    ;一是因?yàn)樗菃瓮ǖ离s質(zhì)在通道內(nèi)的沉積一形成周轉(zhuǎn)的流還就會(huì)提高至把它沖掉
    ,二是因?yàn)槁菪ǖ纼?nèi)沒(méi)有死角,雜質(zhì)容易被沖出